一、结构特点及工作原理

1..结构特点

交流换向器调速电动机是装有换向器、集电环、电刷装置运行在
交流电网上的特殊三相异步电动机。通常是从转子集电环馈电的并励
反馈方式。图7-1所示为交流换向器调速电动机的结构。

这种电动机是无级调速，调速范围广，并能调到同步转速以上D有较好的起动转矩和提高功率因数的可能性，被广泛应用在印刷、印染、造纸、纺织、橡胶，制糖和塑料等工业部门。

定子铁心同普通交流电动机>用0.5mm厚硅钢片冲制后叠压而成。定子槽内的定f绕组称为辅绕组。相数有三相、五相、七相等，相数越多，换向后的波形越接近正弦形。每相绕组首尾两端分別从机座两侧引出，并接在换向器的一对电刷引线丄。所以定子绕组（辅绕组）不接电源，绕绍中一部分电压是靠转了主绕组感应而来，同肘又转子铁心也是用0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成。转子槽中有三套绕组，如图7-2所示D —套是主绕组，也称初级绕组，跟普通异步电动机定子绕组形式相同，主绕组与集电环联结，接到电源上，故称主绕组或初级绕组。另一套是调节绕组，与换向器相连，绕组形式与普通直流电枢绕组相似，

因和换向器电刷相联结，所以定子绕组另一部分电压是从电刷传导而来，这诅是称定子绕组为辅绕组或次级绕组的原因。

在容童较大的电机中还接有均压线。有的换向器电动机中，还有一套放电绕组，嵌放在槽顶，作用是改善换向的性能。图7-3所示为JZ5型三相换向器调速电动机接线原理图。换向器

结构与普通直流机相同。图74所示为转子绕组接线图^电枢槽数54,2p = 换向片数216片。主绕组节距^ 8槽；调节绕组槽节距和=9槽及数量=10槽，

换向片节距h=2片；放电绕组槽节距、=3槽，换向片节距rK=2片；均压线节距72片。

调速机构如图7-5所示。调速机构是由一个手轮和两个能做相反方向转动的电刷转盘（转盘甲和转盘乙）及一套联动齿轮所组成。各相电刷首尾分別装在两块转盘上，转动手柄就可变更同相电刷首尾之间的夹角，从而能调节电动机的转速和功率因数。在手轮后面装有两个传动齿轮，对8号及以下的电动机，此两盼轮均是18个齿，故可在正反方向旋转&而对9号及以上的电动机，此两齿轮的齿数不同，为23:25或29:31,故只能按规定方向旋转D

2.工作原理

设有频率为/f的三相对称电流经集电环流入转子三相主绕组内，此三相电流便在空间产生以顺时针方向旋转的旋转磁场，同歩转速为它切割定子辅绕组和转子调节绕组，并在两绕组中分别感应电势，在定子绕组中感应电势为在定子辅绕组中产生电流，此电流与空间旋转磁场相作用产生转矩。由于定子是固定的，所以转子以逆时针方向旋转，因此，定子绕组和转子调节绕组在电刷I:引出的感应电势频率均为转差频率化。又由于定子绕组与调节绕组通过电刷相连接，所以调节绕组可以随时供给定子绕组以相同频率的附加电势&，这时定子绕组中同时存在两个同频率的电势，即。调节绕组与主绕组同步旋转t相对转速为零，所以调节绕组中电势频率为/,，不受转子转速影

响，因此，电刷间的附加电势&仅决定于电刷间的相对距离，调节

电刷相对距离，可以改变&人小，从而调节了定子绕组中总电势。

换向器调速电动机调速原理见表7- 1。

二、正确揉作及日常维护

…般是直接起动。电刷位置处丁■最低转速时开始起动，因为在此 位置起动不但起动电流小，而S起动转矩大，换向器刷火也小。

如果起动时t负载较重，不能在最小转速位置F直接起动时，可 接通主电源后将手轮快速向“快^f’的标志方向稍移过些，再闭合低速 行程开关直接起动_u为了调

速，电动机起动后，将手轮按“快、慢” 标志牌指示的方向移动.便可得到所需的转速，从低速向高速转动 时，子轮调节的时间不能太快（不少干15s) _f否则_t会引起刷火。

如有遥控装置，需宄将调节螺栓向内旋紧，使差动齿轮和传动齿 轮啮合_f然后可按照要求按下遥控装置的“加速”和“减速”按钮进 行调速。需要停车时，新开电源，并将手轮转回到最低转速位置，以 备r次起动。交流换向器电动机应用在多介质污垢的场合，并且本身结构复 杂，带有换向器，在维护上比较困难，主要包括如下几方面：

¹)要求每周检查一次电刷装置。要求刷压正常，换向器上刷压为(XfBMPa,各刷压大小一致；集电环上的刷压为CK02MP&更换电刷时，电刷牌号应符合制造厂规定，通常按表7-2进行选择。

0.】~ 0.4mm,线速度为 30 〜5Qm/min。

检杳电刷磨损状态，刷辫固定情况。电刷在刷握内间隙及活 动情况₃新更换的电刷工作面与换向器接触面在80%以亡。安装后 要空转l-2h,使换向器建立起良好的氧化膜。

要求每月至少停车次，检査电动机的内部情况。用0.2MPa 缩空气吹风清扫，清理和检查绕组绝缘情况以及各紧固件是否松

动。

每半年检査一次轴承润滑脂，对f磨损的轴承应更换。

电动机在运行时，要检查次级电流是否过载，不要用初级电 流来衡量，因为初级电流随转速高低而变化，而次级电流变化较小， 测量次级电流时要注意：电动机运行在同步转速时，次级电流较小， 用钳形电流表测量时，表针不稳定^

电动机运行时的周围温度要求最高40t：，最低+ 5尤（蒈通 剷）及最高40T,最低零度（温热带型，即TH型电动机允许温 升见表13所示^

每次检修时，要校验一次空载电流一转速曲线_Q不符合原姶 记录时，要查明原因及时调整。

二、 交谏换向器调逋电动机常见故隊的修理

换向器调速电动机常见故障的修理方法见表

四、修理要求及调试方法

换向器调速电动机经重绕线圈后或解体修理时必需进行调试工

作。

1.修理的要求

1）必须按原来的接线方式进行正确联结，定F各相绕组的“首” 与“尾”端分别放在机座的两侧。

2）在转子初级绕组和调节绕组相串联的电动机中，应注意两者 联结线间的相对位置*使初级绕组（主绕组）的磁极中心和调节绕组 的磁级中心处在同一空间位置上。

3）电刷转盘从电动机后端取出进行检修时_T必须注意它们的安 装位置*内外不能调错。在装配时，电动机的定子也不能任意反向， 否则仍按原来编号和定子绕组相连，则电动机起动时，换向器上会出 现强烈火花_T初级绕组电流将大大超过起动电流正常值，而且无法调 速。

2.  4）电刷转盘上的支杆和刷握，因便用日久蠔栓松动或调换零件 会造成刷握分布不均等故障。检修时，必须对刷握的螺栓及相邻支杆电刷转盘同步位置的调整。首先将调速机构紧固螓母松开（见图7-5)T拉出差动齿轮10,转动手轮，便换向器的两块
电刷转盘处在同步位置上，如图7-6所示。自端盖顶上往下看，两块电刷转盘上的齿平均分布在端盖肋条两侧，两块电刷转盘
上的电刷相互对齐，每对电刷均在同一换向片上。然后推进差动齿轮10,紧好紧固螺母1“。

2）定子引线的“首' “尾”端检査3
首先将机座两侧的电剧引线各自分开，相互绝缘。用导线将机座任意一侧的定子引线短接，转子初级绕组通入三相交流电源（为了安全，最好为额定电压的30%左右为宜h用电压表测第一组定子引线上的相电压，测得读数为如图7-7所示D然后在定子引线未被短接的一侧，将电压表的

一根引线接到第一根引线上，另一根引线分别和其他线相接触t如图74所示。选取电压读数大致等于表7-5所列数据的定子引线为“2〃，再以这根引线“广’，
为基准，用相同方法找出相同读数的另一根定子引线为“3'”，……
依次类推。如杲“首”、**尾”端正确，则可直到所有定子引线都测完为止。如果在某一根引线上，找不到所规定的电压读数的另一根引线，则说明定子引线“首' “尾”端已错，应重新拆开检査。

3）澜定电刷引线的同相。以放在机座任意一拥的一根电刷引线

为基准，闬电H表在机座另一侧测出电压读数为零的一根电刷引线，则为同相，并暂时标上相同的符号，例如Aa用同样方法直到所有电压读数等于零的电刷引线都标上符号为止，如图7-9所示。

4)确定电刷引线的标号。先将 图7-9鼸定同相电刷引线图
调速手轮向“慢速”方向移动，使原来在同一换向片的两块电刷拉开180P电角度，即（次级相数/2)块电刷距离。再用一根导线在机座左侧（或右側），一头接在标有“A”的电刷引线上；另一头分别接触1、2、3……定子引线。然后在机座的右侧（或左侧）将电压表一头
接在标有“A"’的电刷引线上；另一头随左侧（或右側）接触的顺次
分别接触r、2f、3'……定子引线上。这样所有^压测好后，选取电压读数最小的定子引线顺序号，作为标有“A"’的电刷引线最终标号。例如电刷引线“a”和定r引线2间的电压渎数最小，则电刷引线“A”应与2相接（见JZS2t-3型，75/25kW电动机调试实例I依

次类推，用同样方法直到
所有电刷引线的标号都被
确定为止，如图>10所

示。

测试中，当发现有两
根定子引线的电压读数相
接近时，可先把调速机构
的紧固螺母放松（见图
7-5)，拉出差动齿轮10>
再将手轮向“慢"或
“快”位置转过半块炭刷
距离后，推进差动齿轮
10,扳紧紧固螺母11。然
后重新濟试。

5.电动机同步起动。切断初级电源，按电刷引线的最终标号接
到具有相同标号的定子引线上。转动调速手轮，使电刷转盘重新回到同步位置上^然后在转子初级绕组（主绕组）上通人50%左右额定
电压，使电动机按指定方向作同步起动3若运转声音正常，主、辅电流均小于铭牌值，则说明电刷引线与定子引线连接IE确。

否则，在转动调速手轮时，电动机将发出不正常声响，某些电刷下还会出或较大的火花，此时应切断电源，对电刷引线与定子引线的连接则需重新进行测试3确定电刷转盘的相对位置D电动机作同步起动正常后就可进行确定电刷转盘的相对位置，即检査电动机是否符合空载电流一转

速曲线.如图7-U所示。在检查中可将钳形电流表夹在电刷引线上，向“快H方向慢慢转动手轮，并随时注意电流表上读数是否超过铭牌上所标注的次级电流3如果发现电流表读数已超过所规定的次级电流，则应先立即停止转动手轮，并放松紧固煤母（见图15)，拉出差动齿轮10。然后转动亍轮U使…块电刷转盘向“快”或‘‘慢”方向移过一个角度，让次级电流降低适当值。随后将调速机构复原，继续慢慢移动手轮，直到电动机达到最高转速时，次级电流不超过铭牌上所标注的次级电流为止。最后在最高转速位置（一般最高转速为额定转速加7〇plOtWmii〇下，继续放松澜速机构的紧固螵母，拉出差动齿轮丨〇,转动手轮，使次级电流调节到最低数值，再在任意一块电刷转盘上画一条最髙转速位置的标记线3

将手轮向“慢”方向转动，手轮在最低转速位置（一般最低转速为额定转速减40〜lOOrAnin)丨检查次级电流。对没有功率因数补偿装置的电动机，使其最低转速下的空载次级电流应小于或接近等于同步转速或最髙转速下的空载次级电流；最高转速下的空载初级电流应略大于或接近同步转速和最低转速下的空载初级电流。对备有功率因数补偿装置的电动机，使其最低转速下的空载次级电流应大于最髙转速下的空载次级电流.但要小于铭牌上所规定的额定值；最高转速下的空载初级电流应大于最低转速下的空载初级电流，略大于或接近等于同步转速下的空载初级电流。当符合上述情况后，可在同一块电刷转盘上画一条最低转速位置的标记线，并根据最髙和最低转速标记
裝上限位铁„

7)负载调整。电动机在负载状态下，若发现某一电刷转盘下有较大的火花*则可放松紧固媒母（见图7-5h拉出恙动齿轮转动手轮U使电刷向"慢”或“快”方向移动1~2牙，使两块转盘下的火花趋于相似。负载调整结束后，还应再在空载7：检査低速时的电刷电流，以不超过铭牌上所规定的数值为限。

3.旋转方向的变换

1） 对没有功率因数补偿装置的换向器调速电动机，只要调换任意两根电源进线就能在相反的旋转方向下作长期运行:

2）在备有功率因数补偿装置的换向器调速电动机中，只能在指定方向内作长期运行，切勿任意改变电动机的旋转方向，否则会产生绕组过热，换向变坏，效率和功率因数r降等现象。如确实需在长期运转的情况下变换电机的转向，则先要绘制原来转向的空载电流一转速曲线；然后将调速机构（见图7-5)中的差动齿轮10对调位置，再换接任意两根电源线，电机即可反向旋转。但这种方法必须
按上述方法校验空载电流一转速曲线与绘制的曲线相符合后才能被采用。

空载电流一转速曲线试验后的空载电流一转速曲线形状与电动机型号和机座号大小不尽相同。

对于8号机座及以下的电动机，因考虑正反转运行，手轮内侧的差动轮是8:18齿，所以在低速时没有功率因数补偿，电流一转速曲线如图H2所示。对于9号及以上机座，因差动轮齿数不同，所以低速时具有功率因数补偿作用，其电流一菊速曲线如图7-13所示。所以测试后画出的曲线与此相近即可。

五、JZS29—3型.75/25kW三相换向器调速电动机调试实例

定转子绕组经重绕大修后试车不正常，有刷火，不能调速，因此进行调试和查原因。主绕组额定电压380V、额定电流145A/S5A,转速〖050/350r/rain，辅绕组电压74.5V,辅绕组电流为170A,三相。

调试步骤：

1.定子绕组校相

用万用表测出各相的两端，某相导通表明是一相，否则不是…相。但这时还不知道每相的首端、尾端。把定子绕组每相的两端分别引出在电动机的两侧，每侧有5个头，先假定用1、2、3、4、5表示起头，放在电机左侧，2、3、4、5表示尾端放在电机右侧（见图 7-14)

(电压值为额定电压的20%~30%)，按图7-7所示，用电压表測量某 一相的相电压A，如果是5相，则线电压与相电压关系见表15,即 线电压扎等于相电乐U的1.174倍。所以测出相电压&之后，M此电压表测电机右侧的和1两个端头，如果不符合h74倍规律，再测r、3以及r、等等，找到这个关系的引线头，便是同理， 再以27J基础，找出3S方法同上，一直把1、2、全部找出。为了验证，断电后，还可再将】、2、4f、短路，用电压 表测电机左边的引出线头，同样找出1、2、3、4、5。最后标上标志。

3.判定电刷引出线的相属

测定方法如图7-9所示。将电压表一端接在机座某一侧（例如左 侧）某一引线头A上，其另一端接在另一侧（例如